Avaliação do efeito da reação de foto-fenton na morfologia e propriedades químicas da superfície do titânio

Abstract

Resumo: O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da reação de Foto-Fenton na morfologia e composição química da superfície de titânio. Quatro misturas (M1-M4) foram manipuladas em laboratório, na forma de solução (Sol) em baixas temperaturas, e na forma gelatinosa (Gel) a temperaturas próximas à corpórea, entre 36º a 36,7º, em pH inferior a 3. Discos de titânio (n=8) medindo 6 mm de diâmetro foram submetidos a diferentes tipos de tratamento de superfície: G1 (n=2) M1 (~2 g de Pluronic®+ 2,8% de concentração de H2O2 + 17 mg FeSO4.7H2O) + LED; G2 (n=2) M2 (~2 g de Pluronic®+ 2,8% de concentração de H2O2 + 20 mg FeSO4.7H2O) + LED; G3 (n=2) M3 (~2 g de Pluronic®+ 2,8% de concentração de H2O2 + 27mg FeSO4.7H2O) + LED; G4 (n=2) M4 (~1,8 g de Pluronic®+ 5% de concentração de H2O2 + 27 mg FeSO4.7H2O) +LED. A aplicação de Luz LED (Fotopolimerizador Emitter A - Schuster, LED), com comprimento de onda 420 a 480 nm, foi realizada por 5 min em todos os grupos. Um disco de titânio (n=1), com o mesmo diâmetro, mas sem tratamento, foi utilizado como controle. A caracterização da superfície foi realizada empregando-se as seguintes análises: microscopia eletrônica de varredura de alta resolução (MEV-FEG), para avaliar a morfologia de superfície, difração de Raio-X (DRX), para identificar as fases cristalinas presentes na amostra, e espectroscopia de fotoelétrons de Raio-X (XPS) para avaliar a formação de óxidos após o tratamento com o Sol-Gel. Dos 5 grupos avaliados, os grupos G2, G3 e G4 apresentaram modificações na sua superfície avaliados pelo MEV-FEG. As maiores intensidades de picos para o C1s e O1s foram para o grupo 4, através do XPS. O DRX revelou a presença de carbono e oxigênio no grupo G2. Ainda, o XPS revelou a presença de compostos formadores de TiO2. Nas condições testadas neste estudo, a reação de Foto-Fenton parece ter alterado a morfologia e ter levado a um aumento na formação de óxidos na superfície dos discos de tratados.

Abstract: The aim of the present study was to evaluate the effect of the photo-Fenton reaction on the morphology and chemical composition of the titanium surface. Four blends (M1-M4) were handled in the laboratory, in the form of solution (Sol) at low temperatures, and in the gelatinous form (Gel), at temperatures close to the body, between 36º to 36,7º, at pH of less than 3. Titanium discs (n = 8) measuring 6 mm in diameter were subjected to different types of surface treatment: G1 (n = 2) M1 (~2 g Pluronic® + 2.8% H2O2 + 17 mg FeSO4.7H2O) + LED; G2 (n = 2) M2 (~2 g Pluronic® + 2.8% H2O2 + 20 mg FeSO4.7H2O) + LED; G3 (n = 2) M3 (~2 g Pluronic® + 2.8% H2O2 + 27 mg FeSO4.7H2O) + LED; G4 (n = 2) M4 (~ 1.8 g Pluronic® + 5% H2O2 concentration + 27 mg FeSO4.7H2O). An application of LED Light (Emitter A - Schuster Photopolymerizer, LED), with wavelength 420 at 480 nm, was performed for 5 min in all groups. A titanium disc of the same diameter, but without treatment, was used as a control. The surface characterization was performed using the following analyzes: high resolution scanning electron microscopy (SEM-FEG) to evaluate the surface morphology, X-ray diffraction (XRD), to identify the crystalline phases present in the sample, and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) to evaluate the formation of oxides after treatment with Sol-Gel. About 5 groups evaluated, the G2, G3 and G4 groups showed modifications on their surface by MEV-FEG. The highest peak intensities for C1s and O1s were for group 4, through XPS. DRX reveals a presence of carbon and oxygen in the G2 group. In addition, the XPS revealed a presence of TiO2 formulators. Under the conditions tested in this study, a photofenton reaction appears to have altered the morphology and led to an increase in the formation of oxides on the surface of the treated discs.